Запровадження сучасної інноваційної концепції Smart Grid

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара

Економічний факультет

Кафедра економічної теорії та маркетингу

Індивідуальне семестрове завдання

З дисципліни “Конкурентоспроможність національної економіки”

На тему: «Запровадження сучасної інноваційної концепції Smart Grid»

Студентки групи ЕМ-16-1

Матвєєвої М.С.

Перевірив: к.е.н., доцент С.Я. Касян

Дніпро 2018



ЗМІСТ

ВСТУП

1. КОНЦЕПЦІЯ, СУТЬ ТА ТЕХНОЛОГІЇ SMART GRID

1.1 Концепція Smart Grid

1.2 Суть поняття «Smart Grid»

1.3 Технології впровадження Smart Grid

2. АНАЛІЗ МЕРЕЖІ SMART GRID

2.1 Аналіз майбутнього впровадження Smart Grid в Україні

2.2 Інвестиційне та фінансове забезпечення реалізації концепції і програм

2.3 Розвиток «інтелектуальних» мереж в окремих країнах ЄС

2.4 Перспективи розвитку «інтелектуальних» мереж у світовій енергетичній сфері

ВИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ



ВСТУП

З появою нових технологій гостро стає питання про застосування їх у сучасному промисловому виробництві. Так як в Україні основна частина електричних станцій та підстанцій працює на технологіях "минулого століття", то актуальним питанням, на даний момент, є необхідність впровадження в роботу нових, високотехнологічних пристроїв захисту, моніторингу та контролю. Такі пристрої сьогодні розглядаються в концепції Smart Grid. Найчастіше, запитавши 2-х експертів, «Що таке SmartGrid?», Можна отримати, як мінімум, п'ять різних відповідей.

Історично, термін SmartGrid ставився до систем розподілу електроенергії, проте, останнім часом він все частіше вживається як свого роду «Торгова марка» будь-яких розробок відноситься до «розумного» виробництва, передачі та споживання енергії, що досягається за рахунок використання сучасних вбудованих мікропроцесорних систем управління та комп'ютерних систем обробки інформації.

Таким чином, комп'ютерна та Інтернет - революції, які ми переживаємо в останні десятиліття покликані якісно поліпшити ефективність енергоспоживання. Саме з ними пов'язані основні очікування суспільства щодо сталого та ефективного енерговиробництва і енергоспоживання. Цікаво також відзначити і протилежну тенденцію. Нові комп'ютерні технології викликають зростання споживання енергії, наприклад, у величезних -серверних фермах Google і ін.,особливо коли вони розташовані в регіонах, де ситуація з додатковими енергопотужностями і без того проблематична (наприклад, Каліфорнія).

Широке поширення ЖК-панелей збільшило споживання електрики до такої міри, що, наприклад, в масштабі Великобританії, вимагає будівництва нової електростанції.

Енергетика стала тим сегментом економіки, що забезпечує функціонування широкого спектру галузей народного господарства. В умовах ринку електроенергії, до електротехнічної галузі висувається ряд підвищених вимог ефективна реалізація яких суттєво залежить, в першу чергу, від організації точності і синхронності виконання процедур вимірів у різних точках і сегментах тягової електричної мережі.

Хотілося б зупинитися лише на деяких, але характерних напрямках перспективних досліджень проведених в дослідних лабораторіях, в першу чергу в секторі ICT (інформаційних і мережевих технологій). SmartGrid є «гарячою темою» у плані досліджень і розробок. Великі енергетичні компанії (які генерують електроенергію і доставляють е? кінцевим споживачам) мають власні «дорожні карти» науково-дослідних робіт, націлені на досягнення характеристик, заявлених в програмних документах по SmartGrid. Те саме можна сказати і до великих компаній, постачальників обладнання, таким як ABB, General Electric, SIEMENS, Alstom. На державному рівні дослідні проекти фінансуються такими національними і міжнародними організаціями як NSF (США), Департамент Енергетики (DOE, USA), EU FP7 (Європейська рамкова програма ), і ін. Загальний об'?м коштів, що виділяються в світі на відповідні дослідження складає сотні мільйонів доларів в рік. У найзагальнішому сенсі поняття Smart Grid можна визначити, як певну концепцію організації енергетичної системи нового покоління. У роботі такої системи задіяні комп'ютерні та інші сучасні технології для збору та обробки інформації, наприклад, інформації про поведінку постачальників і споживачів енергії. Це система, що працює в автоматичному режимі, здатна підвищити ефективність, надійність енергопостачань, поліпшити економічну складову, а також налагодити сталий виробництво і розподіл електроенергії. Суть енергетичної системи, побудованої на принципах Smart Grid, полягає в тому, що вона передає не тільки енергію, але й інформацію. У цьому випадку споживач, крім енергії, отримує ряд можливостей по взаємодії з енергосистемою, зокрема більш гнучко вибирати тарифи, планувати своє енергоспоживання і, як наслідок, знижувати витрати на електроенергію.



1. КОНЦЕПЦІЯ, СУТЬ ТА ТЕХНОЛОГІЇ SMART GRID

1.1 Концепція Smart Grid

Концепція не виключає можливість споживача виступати в ролі постачальника електроенергії. Тобто при дотриманні ряду умов він зможе сам продавати енергію, вироблювану його особистими джерелами енергії (вітряки, сонячні батареї і т.д.) в мережу [1].

При повноцінному розгортанні енергетичної системи на базі концепції Smart Grid, у споживача з'являється можливість вибору постачальника. Тому компанії будуть змушені боротися за споживача, пропонувати йому найбільш вигідні умови співпраці, підвищувати якість послуг. Така схема передбачає активну участь споживача в роботі системи. При цьому для енергетичних компаній існує ризик можливої пасивності споживача. Адже участь в роботі системи вимагає часу, регулярного моніторингу, аналізу, прогнозування. У той час як економія на електроенергії в стандартний проміжок часу незначна [3].

У результаті споживач може просто відмовитися міняти свої звички, ритм життя, підлаштовуватися під "вигідний" тарифний план заради економії. Smart Grid видається, як прогресивна концепція, що практично не має недоліків і покликана стати запорукою економічного зростання для країни. Незважаючи на існуючі ризики, концепція Smart Grid містить в собі значний потенціал для розвитку не лише галузі, а й економіки країни в цілому. Втілення нової концепції вимагає створення інноваційних технологій, проведення масштабних наукових досліджень в енергетиці, у сфері ІТ, підготовки кадрів відповідної кваліфікації [2].

Однак, на відміну від США та країн Європи, Україна тільки стає на цей шлях, а отже вимагає максимально швидкого створення свого або вивчення чужого обладнання готового працювати з новою концепцією.

В основу реалізації такої концепції мають бути покладені наступні принципові позиції [12]:

енергетика є інфраструктурної базою розвитку економіки, в якій зацікавлені всі інститути: держава, бізнес, наука, населення; товари та послуги, вироблені в енергетичному секторі, мають високий рівень суспільної значущості і практично не мають замінників.

оптимізація якості та ефективності використання всіх видів ресурсів (паливних, технічних, управлінських, інформаційних тощо) і енергетичних активів;

у сучасному і майбутньому суспільстві енергія розглядається як джерело (інструмент або засіб), що забезпечує отримання людиною та суспільством певних споживчих цінностей (життєвих благ, рівня комфорту тощо);

визначаючи для себе такий набір, рівень і характеристики цих цінностей, споживач (з урахуванням його особливостей) не повинен отримувати обмеження з боку енергетики, вибираючи, де йому жити, якими приладами та послугами користуватися, здійснювати свою діяльність і т.ін.;

задоволення потреби в електричній енергії суспільства у ХХІ ст. має здійснюватися при одночасному істотному зниженні тиску на екологію планети.

У рамках концепції Smart Grid інтелектуальна електроенергетична система розглядається як єдина мережа інформаційно-керуючих систем, що забезпечує[5]:

інтеграцію всіх видів генерації (у тому числі малої генерації) і будь-які типи споживачів (від домашніх господарств до великої промисловості) для ситуаційного керування попитом на їхні послуги та забезпечення активної їх участі у роботі енергосистеми;

зміну в режимі реального часу параметрів і топології мережі за поточними режимними умовами, виключаючи виникнення та розвиток аварій;

розширення ринкових можливостей інфраструктури шляхом взаємного надання широкого спектру послуг суб'єктами ринку та інфраструктурою;

мінімізацію втрат, розширення самодіагностики і самовідновлення при дотриманні умов надійності та якості електроенергії;

інтеграцію електромережевої та інформаційної інфраструктури для створення всережимної системи керування з повномасштабним інформаційним забезпеченням.

1.2 Суть поняття «Smart Grid»

Для оцінки рівня «інтелектуалізації» енергетики у світі став загальновживаним у світі термін Smart.

За найбільш поширеним трактуванням Smart Grid - концепція повністю інтегрованої, саморегулюючої і самовідновлюваної електроенергетичної системи, що має мережеву топологію і включає в себе всі генеруючі джерела, магістральні та розподільні мережі і всі типи споживачів електричної енергії, керовані єдиною мережею інформаційно-керуючих пристроїв і систем в режимі реального часу[7].

Як приклади характеристик, очікуваних від SmartGrid (в широкому сенсі) можна привести наступні[9]:

Підвищення ефективності енергоспоживання (demand / response, floating prices,smart metering, peak shaving

Сутнісне підвищення ефективності енергоспоживання може бути досягнуто за рахунок зниження зниження пікових навантажень. Це досягається введенням спотового ринку електроенергії з можливістю динамічного встановлення ціни на онлайн-ринку аж до кінцевого споживача.

При наявності інформації про поточну ціну, система набуває елементів саморегулювання, стимулюючи споживачів відмовитися від деяких послуг або перенести їх на інший час[11]

Комп'ютерні технології надають великий набір відповідних сервісів, наприклад: збір детальних результатів вимірювань енергоспоживання аж до кожного електроприладу і подання їх споживачеві в реальному часі (smart metering), можливість автоматичного зниження споживання при зростанні ціни шляхом відключення непріоритетних навантажень, і т.д[10].

Поряд з цим, досліджуються можливості збереженої енергії в періоди низьких цін, з використанням в періоди пікового попиту. Відповідні технології включають акумуляторні батареї, конденсатори, а також механічні системи, наприклад, стиснення повітря. Однак, дослідження показують, що більша частина з цих технологій економічно нерентабельна в даний час. Поновлювані джерела енергії. Існуючі технології поки не дозволяють досягти стійких систем побудованих на 100% використанні поновлюваних джерел енергії (вітер, сонце). інтеграція таких джерел з традиційними пов'язана з багатьма проблемами. завдання динамічного балансу споживання і генерації може вирішуватися як на макро, так і на мікро рівні [4]

Концепція MicroGrid полягає в тому, щоб досягти оптимального співвідношення між генерацією та споживанням на рівні мікро-району або селища, припускаючи, що в багатьох домогосподарствах присутні власні генеруючі потужності, і система розподілу дозволяє продавати енергію сусідам або купувати її в міру необхідності[7].

Електромобілі, автомобілі, що заряджаються від розетки, є реальністю сьогоднішнього дня. Практично немає розбіжностей серед експертів і в тому, що ця технологія стане домінуючою в найближчі роки і десятиліття. Наскільки системи електропостачання готові до цієї радикальної зміни[9]?

В даний час ведуться широкі дослідження в напрямку V2G (vehicle to grid). Величезні перспективи інформаційних технологій в зв'язку з цим. «Розумні» автомобілі,підключені до Інтернету і володіють інформацією про сво?м місцезнаходження, будуть здатні планувати найбільш оптимальне місце і час підзарядки. Що для цього необхідно? В першу чергу, стандарти обміну інформацією, стандарти фізичного підключення до електромережі. У зв'язку з цим, інтерес представляють і технології бездротової передачі електроенергії (Наприклад індуктивної або ?мкостной). Відповідні технології є і досягли високої ефективності передачі. Бездротова передача енергії може істотно полегшити створення інфраструктури підзарядки, аж до того, що підзарядка буде здійснюватися на кожному світлофорі, а розрахунки за енергію будуть проводитися в електронній формі. Електромережі є критичною інфраструктурою суспільства. Забезпечення стабільності, надійності і безпеки їх функціонування є одним з абсолютних пріоритетів в дослідженнях. Однією з характеристик, зазначених у всіх «програмних» документах є «Самолікування» (self-healing), що включає в себе автоматичну діагностику та ліквідацію аварій, недопущення каскадних відключень, швидке відновлення подачі енергії на відключені ділянки. Традиційний спосіб вирішення цих завдань полягає в використанні ієрархічної структури прийняття рішень[5].

Слід зазначити, що SmartGrid пов'язує енергетичну інфраструтури з комунікаційними інфраструктурами (Інтернет, стільниковий зв'язок), що може мати як позитивні, так і негативні наслідки для надійності обох[4].

1.3 Технології впровадження Smart Grid

Реалізація SmartGrid вимагає відмови від традиційних іерархічних архітекту, систем автоматизації в яких інтелектуальні пристрої управління взаємодіють як горизонтально, так і вертикально, і мають визначену автономність при прийнятті рішень з елементами штучного інтелекту.

Силова електроніка. Нове покоління силової електроніки істотно спирається на використання вбудованих контролерів. Відповідно вони легше інтегруються в комп'ютерні мережі[3].

Напівпровідникові трансформатори (Solid State Transformer - SST), які покращують якість енергії, дозволяють індивідуалізувати параметри і досягти «Цифрової» якості продукції, що поставляється енергії.

Приводу (Variable Speed Drives) для ефективної інтеграції вітрових генераторів в мережі.

Напівпровідникові ізолюючі пристрої (SS FID - Solid state fault isolation device).

Пристрої вимірювання векторів струмів і напруг (PMU - phasor measurement units), інтегровані в системи релейного захисту.

Програмне забезпечення.

Сервіс-орієнтовані архітектури

Семантичні веб-сервіси

Мета-моделі подання знань

Онтології

Комп'ютерне обладнання автоматизації.

Вбудовані контролери, такі покоління віддалених термінальних пристроїв (RTU), інтелектуальні пристрої управління (IED)

Бездротові мережі датчиків

Теорії і технології управління.

Нелінійне управління, штучний інтелект, нейронні мережі, моделі

інтелектуального управління (model-predictive control)

Мультиагентні системи, системи розподіленого прийняття рішень засновані на консенсусі і механізмах голосування

Нові технології розподіленої автоматизації (IEC 61499)

Мережеві технології.

Протоколи високого рівня (IEC 61850, GOOSE, DNP3)

Широкосмугові провідні та безпровідні мережі

Комунікації через силові лінії (PLC - Power line communication).

8 листопада 2017 року під головуванням директора Департаменту електроенергетичного комплексу Ольги Буславець у межах щорічного Міжнародного форуму «Паливно-енергетичний комплекс України: сьогодення та майбутнє» проведено засідання круглого столу на тему: «Концепція Smart grid та необхідність впровадження елементів Smart grid - технологій в умовах реформування ринку електричної енергії».



2. АНАЛІЗ МЕРЕЖІ SMART GRID

2.1 Аналіз майбутнього впровадження Smart Grid в Україні

30 листопада 2012 в Києві відбулася конференція «Розумна енергетика - трансформація успіху». Організаторами конференції, присвяченій питанням енергоефективності, виступили група «Астерос», компанії Cisco, Intel і FreshTel [5].

Сьогодні перед Україною відкривається безпрецедентна можливість: країна може перетворити мережі електропередачі в інтелектуальні мережі Smart Grid, що дозволяють енергетичним компаніям керувати всією мережею енергопостачання як єдиною системою, споживачам - точно регулювати витрати енергії в будинках і квартирах, а урядам - будувати інтелектуальну енергетичну інфраструктуру, яка стимулює новаторство, створює нові робочі місця, сприяє безперервному зростанню економіки і підвищує рівень життя громадян[10].

В Україні на даний момент показник втрат електроенергії досягає 15%. При цьому в розвинених країнах Європи він становить лише 6%. Домогтися таких же показників на українській території може допомогти впровадження технології Smart Grid, відзначили експерти в ході конференції[12].

Smart Grid допоможе енергетичним компаніям модернізувати мережі електропередачі за допомогою комунікаційних мереж, що відрізняються високою гнучкістю, безпекою і сумісністю. Нова технологічна архітектура, рішення і супутні послуги Cisco вирішують найважливіші проблеми енергетичних компаній, пов'язані з витратами, надійністю і масштабованість комунікаційних інфраструктур[10].

В рамках конференції група «Астерос» представила огляд технології Smart Grid та інших інновацій для енергетичного сектора, а компанія Cisco познайомила учасників з рішеннями Smart Grid, описавши їх ключові переваги та особливості[9].

У своїй доповіді представник компанії Intel запропонував останні рішення для забезпечення максимальної продуктивності і енергоефективності серверних систем, а доповідач від компанії FreshTel розповів про технологічну перевагу використання WiMAX при реалізації Smart Grid[1].

«Модернізація мереж сприятливо позначиться на економічному розвитку України та дозволить розширити ціновий діапазон на послуги для споживачів, знизити до мінімуму операційні витрати на електромережу, підвищити рівень енергозбереження, - зазначила Світлана Каткова, віце-президент з розвитку бізнесу в Україні, група« Астерос ». - Крім цього, технологія Smart Grid захищає від несанкціонованого відбору електроенергії і сприяє більш тривалій роботі обладнання за рахунок розумної організації електромережі »[8].

Стратегія Smart Grid включена в список найважливіших пріоритетів компанії Cisco, активно просуває цю технологію. Зокрема, компанія Cisco створила екосистему Smart Grid, яка налічує 30 партнерів. До її складу входять системні інтегратори, постачальники технологій, інтегратори енергетичних і комунальних систем, оператори зв'язку, а також постачальники послуг і торгові компанії, що представляють різні елементи інфраструктури Smart Grid. Разом з Cisco компанії, що входять в екосистему Smart Grid, будуть тестувати свої рішення на сумісність і сприяти переходу галузі на IP-інфраструктуру для інтелектуального управління енергопостачанням на всьому шляху від електростанції до споживання компанією або житловим будинком. В результаті скоротиться вартість і складність розгортання мультівендорскіх комунікаційних інфраструктурних рішень для комунальних служб і членів екосистеми[6].



2.2 Інвестиційне та фінансове забезпечення реалізації концепції і програм

Розвиток «інтелектуальних» мереж вимагає підвищених обсягів інвестицій, як внутрішніх, так і зовнішніх. За оцінкою Міжнародного енергетичного агентства, глобальний обсяг необхідних інвестицій у розвиток світової енергетики до 2030 р. становитиме близько 16 трлн дол. США, у тому числі понад 2 трлн дол. на розвиток «інтелектуальних» мереж. Обсяг інвестицій, необхідних для розвитку енергосистеми Євросоюзу (включаючи розширення мереж, розвиток відновлюваних джерел енергії та заходів з підвищення енергоефективності) до 2020 р. Єврокомісія оцінює близько 1 трлн євро, майже половину з яких передбачається спрямувати на розвиток електричних мереж (у тому числі «інтелектуальних» електромереж). При цьому 200 млрд євро має бути спрямовано на розвиток нових транспортних енергетичних зв'язків[8].

За оцінкою Комісії, половину необхідних коштів може бути вишукано на енергетичному ринку. Визначено, що для покриття «інвестиційного розриву» в межах 60 млрд євро пропонується залучати приватні капіталовкладення. На енергетичному саміті Ради Європи в лютому 2011 р. країни-члени ЄС прийшли до висновку, що більшу частину недостаючих інвестицій буде надано приватними інвесторами. Для окремих проектів, виправданих з міркувань безпеки поставок або солідарністю, але які не отримали достатнього ринкового фінансування, в обмежених обсягах передбачається залучати державне (громадське) фінансування, зокрема, щодо реалізації проектів приєднання енергосистем країн Балтії до європейської мережі електропостачання[5].

У зв'язку з цим Комісією встановлено, що розвиток електро- і газової інфраструктури в майбутньому переважно фінансуватиметься споживачами на основі застосування регульованих тарифів. Для гарантованого вирішення питань фінансування в нинішньому році в умовах економічної кризи Комісія планує внести відповідні зміни до чинних Директив або запровадити нові законодавчі ініціативи щодо розподілу витрат для реалізації великих транскордонних проектів. Обсяг інвестицій по різним напрямам технології Smart Grid наведено у додатку 2. Комісією встановлено також, що ризики в реалізації великих інфраструктурних проектів може бути зменшено за рахунок позик Європейського інвестиційного банку (EIB). В умовах фінансово-економічної кризи для зниження ризиків приватним інвесторам.

Комісія пропонує відповідні гарантії EIB за допомогою надання позик на реалізацію конкретних проектів. На весь час дії позики для компенсації можливих ризиків EIB надає компанії гарантію фінансування до 20% загального обсягу інвестицій або відповідні кредитні ресурси[10].

2.3 Розвиток «інтелектуальних» мереж в окремих країнах ЄС

У Німеччині приступили до впровадження пілотного проекту енергетичної мережі з РГ, у тому числі з широкомасштабним введенням ПДЕ як елемента Smart Grid. У рамках одного регіону, федеральної землі Баден - Вюртемберг, німецький енергетичний концерн EnBW реалізує проект, метою якого є побудова повнофункціональної мережі з розподіленою генерацією, до складу якої входять: виробництво електроенергії, доставка споживачеві, управління споживанням, а також облік і тарифікація. Наступним важливим етапом у побудові енергетичних мереж Smart Grid стали розроблення та впровадження єдиних стандартів інформаційного обміну між усіма 17 елементами ланцюга та усіх пристроїв, що входять до системи. Такими пристроями є: пристрої, що керують генерацією поновлюваних джерел енергії, у тому числі встановлених у домогосподарствах; пристрої обліку й тарифікації електричної енергії - «інтелектуальні» електролічильники та системи обліку; системи управління режимами побутових приладів, наприклад, обігрівачі й кондиціонери, пральні машини та печі з визначенням і впровадженням найбільш ефективних програм їх роботи[7].

Енергетичним концерном EnBW за підтримки Технологічного інституту реалізується проект на рівні окремих регіонів з урахуванням істотного зростання частки електроенергії, одержуваної з ПДЕ, а також розвитку розподіленої генерації що має стати основою енергозабезпечення в країні в умовах реалізації урядової програми відмови від розвитку АЕС та послідовного виведення діючих атомних енергоблоків з експлуатації[8].

Наступним етапом стане створення аналогічних регіональних енергомереж з розподіленою генерацією та об'єднання їх у єдину енергетичну систему країни. У Німеччині, в масштабах країни, за ініціативи трьох найбільших компаній - Schmack Biogas AG, SolarWorld AG, Enercon GmbH розроблено проект широкого використання ПДЕ на основі сучасного устаткування з урахуванням підвищених вимог до електромереж із транзиту електроенергії. Для підключення ВЕС в систему виробництва та розподілу електроенергії використано модель прогнозування зміни потужності вітроустановок - за допомогою прогнозів погоди на добу вперед, опрацьовано методологію балансування потужностей з використанням різних джерел. Відхилення реального обсягу генерації від спрогнозованого балансується автоматизованими системами управління резервними і маневровими потужностями[9].

Використовувані сьогодні моделі прогнозування визначають відносно високу їх точність - відхилення у межах 5% з урахуванням територіального розташування вітрових парків на великому віддаленні один від одного, що створює ефект м'якого зіставлення. На період зниження генерації ВЕС і СЕС центральна мережа повинна відповідати наступному: підтримка постійної напруги, частотне регулювання, підготовка до можливого відключення споживачів електроенергії, а також регулювання потужності ПДЕ відповідно до обсягу споживання енергії з урахуванням достатнього резерву[6]

Ірландія. До 2035 р. країна має намір повністю ліквідувати викиди парникових газів і стати світовим лідером у сфері енергоефективності. Для цього вона планує вирішити три основні завдання: перейти від споживання органічного палива до альтернативних джерел енергії, замінити громіздку централізовану енергосистему на «інтелектуальну» мережу і перетворити пасивного споживача на активного і відповідального користувача енергоресурсів. Крім того домоволодіння Ірландії буде обладнано «розумними» приладами та пристроями контролю енергоспоживання, нинішній транспорт витіснять електромобілі. 18 Довідково. Структура викидів парникових газів у Ірландії: 33% припадає на об'єкти електрогенерації, 30% - на автомобільний транспорт, 18% - на системи енергопостачання будівель. Як альтернативне джерело енергії Ірландія починає активно використовувати вітрові електростанції: на поточний момент сумарна потужність діючих об'єктів становить 1260 МВт, в стадії будівництва за укладеними контрактами - 1 360 МВт [5].

На наступному етапі передбачається підключення вітрових генераторів загальною потужністю 3990 МВт, а в перспективі потужності ВЕУ планується довести до 11 580 МВт. Сьогодні компанія ESB (Electricity Supply Board) у співпраці з науководослідним електроенергетичним інститутом (EPRI) і Центром вивчення електроенергетики (ERC) здійснює демонстраційний проект у сфері розподіленої генерації, передусім вітрової енергетики, з метою регулювання напруги і реактивної потужності в разі зміни потужностей вітрових електростанцій, підключених до розподільчої мережі, а також вивчення ефективності ряду інших рішень. Будівництво «інтелектуальних» мереж із впровадженням пристроїв автоматизованого відновлення роботи в разі відключень застосування трансформаторів з сердечниками з аморфного металу, установлення батарей статичних конденсаторів для регулювання перетікань реактивної потужності та компенсації падіння напруги створить умови для безперебійного енергопостачання та зниження втрат електроенергії Ірландські користувачі отримають можливість контролювати енергоспоживання і витрати на оплату комунальних послуг завдяки установленню комплексних інтегрованих систем обліку як електроенергії, так і газу, «розумних» лічильників, та засобів двосторонньої комунікації і спеціального програмного забезпечення[2].

Інноваційну інфраструктуру «розумні» будинки найближчим часом передбачено забезпечити «розумними» термостатами для ефективного регулювання навантаженням, системами мікрогенераціі та управління виробництвом і розподілом електроенергії, пристроями зберігання електроенергії та управління «розумною» побутовою технікою, що базується на енергозберігаючих технологіях [1].

Інформованість користувачів про власне енергоспоживання та стимули до ефективного енергоспоживання суттєво знизить пікові навантаження енергосистеми. На сьогоднішній день найбільш активно і повномасштабно технології Smart Grid впроваджуються також у Данії. Більшою мірою це пов'язано з тим, що в енергосистемі країн значна кількість енергії надходить із систем розподіленої генерації - альтернативних джерел, де 20% від загального обсягу енергії виробляють вітроустановки[12]

Європейський Союз проблеми перебудови в енергетичній галузі вирішує за допомогою створення відповідних технологічних платформ(ТП) як інструменту та комунікаційного середовища по впровадженню інноваційних проектів технологічного розвитку країн [11].

Місія відповідних технологічних платформ полягає в об'єднанні зусиль держави, науки й бізнесу для вирішення масштабних технологічних задач перебудови та модернізації енергетичної сфери ЄС [9].

У 2004 році на міжнародній конференції з інтеграції поновлювальних джерел енергії була запропонована ідея створення Європейської технологічної платформи електромереж майбутнього (ЄТПЕМ). Ініціаторами виступили представники промисловості. Надалі до процесц створення технологічної платформи було залучено національні та європейські органи влади [8].

ЄТПЕМ отримала підтримку в межах п'ятої та шостої програм Європейського Союзу зі створення кластерів у цій галузі енергетики[7].

2.4 Перспективи розвитку «інтелектуальних» мереж у світовій енергетичній сфері

В умовах реалізації технології Smart Grid необхідно враховувати особливості технічного та технологічного стану генеруючих джерел, систем передавання і розподілу електроенергії в різних країнах. На сьогоднішній день у США період експлуатації майже 70% трансформаторних підстанцій та ліній електропередавання становить 25 і більше років. У Росії 56% енергообладнання вже перевищило свій нормативний термін експлуатації (30-40 років), а 7% - відпрацювало його двічі. Виходячи із зазначеного для впровадження нових «інтелектуальних» технологій в розвинених країнах достатньо лише покращувати існуючу 9 інфраструктуру та встановлювати окремі елементи системи Smart Grid, зокрема, регуляторів реактивної потужності, «інтелектуальних» лічильників, накопичувачів електроенергії тощо[4].

У більшості країн, що розвиваються, необхідно замінити (реконструювати, модернізувати) фізично та морально зношене обладнання, та лінії електропередавання з одночасним поетапним переходом на нові «інтелектуальні» технології. За експертними оцінками, у світовій енергетичній сфері до початку 2009 р. уже діяло близько 2 млн «інтелектуальних» мереж з системами управління режимами, напругою, освітленням тощо. Враховуючи, що «інтелектуальні» електромережі мають величезний потенціал, за оцінкою МЕА очікується, що до 2015 р. урядові та приватні організації різних країн інвестують близько 200 млрд дол. США в розвиток і впровадження нових технологій Smart Grid. Відповідно до звіту Європейської комісії «Smart Grid projects in Europe: lessons learned and current developments», опублікованого в червні 2011 р., обсяги інвестицій у проекти «інтелектуальних» мереж становитимуть: у ЄС - 56,5 млрд євро до 2020 р.; у США - від 238 до 334, 5 млрд євро до 2030 р.; у Китаї - понад 70 млрд євро до 2020 р. За прогнозом МЕА, до 2030 р. на розвиток нових «інтелектуальних» електромереж і енергоустановок прогнозується спрямувати більше половини загальних інвестицій в електроенергетику. Тому зазначені системи - привабливе поле для інвестицій енергоконцернів і компаній, особливо в умовах інтенсивного розвитку розподіленої генерації, у тому числі ПДЕ, а також для виробників побутових приладів, IT і телекомунікаційних компаній [11, ст.236].

Завдяки впровадженню «інтелектуальних» мереж до 2020 р. лише в країнах ЄС на 20% планується підвищити ефективність споживання енергетичних ресурсів через скорочення питомого споживання енергії на одиницю ВВП, на стільки ж передбачено зниження шкідливих викидів у атмосферу. Очікується, що в зазначений період обсяги електропостачання через «інтелектуальні» мережі перевищать одну п'яту частину від загального їх обсягу. Для стимулювання інноваційних проектів Євросоюз відшкодовує компаніям-піонерам половину витрат на їх реалізацію. При цьому європейські країни за рахунок впровадження новітніх технологій розраховують на щорічне заощадження близько 7,5 млрд євро [5].

У США передбачається значно збільшити інвестиції в «інтелектуальні» мережі вже до 2015 р. За розрахунками американських фахівців, за 20 років використання «інтелектуальних» електромереж економія може становити близько 48 млрд дол. Очікувані результати від впровадження систем Smart Grid: більш ефективне використання енергоресурсів; підвищення надійності електропостачання, зниження часу аварійного відключення; підвищення ефективності завантаження електромережевого обладнання; підвищення обсягу транзиту електроенергії (до 40-50%) без будівництва нових мережевих об'єктів; 10 зниження витрат на виробництво електроенергії та рівня втрат електроенергії в електромережах; розвиток розподіленої генерації та активізація використання альтернативних джерел енергії; зменшення впливу об'єктів енергетики на екологію (скорочення викидів СО2 в атмосферу); забезпечення двостороннього зв'язку із споживачем; виявлення нераціонального використання та розкрадань електроенергії, пошкоджень устаткування, а також зниження вартості енергоресурсів за умови впровадження диференційованих тарифів [10].

У рамках концепції та методології реалізації систем Smart Grid мають бути врахованими вимоги усіх зацікавлених сторін - держави, генеруючих мережних і енергозбутових компаній, споживачів і виробників обладнання тощо[8].

На сьогоднішній день в об'єднаній енергосистемі України вже покладено початок впровадження інтелектуальних мереж. У 2015 році уряд України отримав позики від Міжнародного банку реконструкції та розвитку (МБРР) та Фонду чистих технологій (ФЧТ) у розмірі 378,425 млн. дол. США, з яких грант ФЧТ - 48,425 млн. дол. США виділено на впровадження проекту “Розумні мережі”[2].

Модернізація мереж сприятливо позначиться на економічному розвитку України та дозволить розширити ціновий діапазон на послуги для споживачів, знизити до мінімуму операційні витрати на електромережу, підвищити рівень енергозбереження, крім цього, технологія Smart Grid захищає від несанкціонованого відбору електроенергії і сприяє більш тривалій роботі обладнання за рахунок розумної організації електромережі[3].

Отже, інтелектуальна електроенергетика стала вектором енергетичної політики багатьох країн. Світова конкуренція у сфері забезпечення енергоефективності економіки останнім часом багато в чому перейшла у сферу формування інтелектуальних мереж. Ключові цілі при впровадженні інтелектуальних мереж - енергетична безпека, економічне зростання та екологічна стійкість. В основу реалізації такої концепції мають бути покладені наступні принципові позиції:енергетика є інфраструктурної базою розвитку економіки, в якій зацікавлені всі інститути: держава, бізнес, наука, населення; товари та послуги, вироблені в енергетичному секторі, мають високий рівень суспільної значущості і практично не мають замінників, оптимізація якості та ефективності використання всіх видів ресурсів (паливних, технічних, управлінських, інформаційних тощо) і енергетичних активів та ін.[12, ст.169].



ВИСНОВОК

Протягом останніх років Україна зробила суттєвий прогрес у галузі відновлюваних джерел енергії. Залучення інвестицій щодо впровадження проекту “Розумні мережі” дозволить:

знизити енергоємність валового внутрішнього продукту;

дасть можливість переходу до використання енергоефективного обладнання та технологій;

дозволить реалізувати проекти з використанням альтернативних джерел енергії;

сприятиме інтеграції енергосистеми країни з європейською енергосистемою;

модернізувати інфраструктуру та ринок електроенергії в паливно-енергетичному комплексі.

Серед загального економічного ефекту можна виділити такі основні економічні вигоди: інвестиційний фінансовий інтелектуальний мережа

скорочення відключень;

поліпшення надійності електроенергетичної мережі;

збільшення пропускної здатності мережі;

зниження витрат на додаткові послуги;

скорочення інвестицій у виробництво;

зменшення втрат електроенергії,

зниження викидів парникових газів;

зниження експлуатаційних витрат;

зниження витрат на передачу електроенергії.

Таким чином, реалізація впровадження проекту “Розумні мережі” є необхідною основою для подальших етапів економічного розвитку, що сприятиме підвищенню надійності та економічності функціонування і розвитку енергосистеми, поліпшенню якості обслуговування споживачів.



СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Вариводов В.Н. Интеллектуальные электроэнергетические системы. / Вариводов В.Н., Коваленко Ю.А. // Электричество. - 2011. - №9. - С.4-9.

2. Інвестиційні проекти: Проект з передачі електроенергії - 2. / Офіційний сайт ДП «НЕК «Укренерго».

3. Про затвердження плану заходів з імплементації Директиви Європейського Парламенту та Ради 2009/28/ЄС. Розпорядження Кабінету Міністрів України від 3 вересня 2014 р. № 791-р.

4. Стогній Б.С. Еволюція інтелектуальних електричних мереж та їхні перспективи в Україні. / Стогній Б.С., Кириленко О.В., Праховник А.В., Денисюк С.П. // Технічна електродинаміка. - 2012. - № 5. - С. 52-67.

5. Стогній Б.С. Інтелектуальні електричні мережі: світовий досвід і перспективи України. / Стогній Б.С., Кириленко О.В., Праховник А.В., Денисюк С.П. // Пр. Ін-ту електродинаміки НАН України: Зб. наук. пр. Спец. вип. Ч. 1. - К.: ІЕД НАН України, 2011. - С. 5-20.

6. Smart Grid - Енергетика майбутнього «Енергобаланс»

7. Никифоров А. П. "Вибір між" простими "і" досконалими "конструктивними рішеннями, що формують об'єкт управління і захисту, структурно-лінгвістичним методом" .// Наукові праці Кременчуцького національного технічного університету. Серія: "Електроенергетіка і електротехніка", випуск 8 (140) .- Кременчук, 2009.- С. 236-240.

8. Інженерний центр "Енергосервіс"

9. Дж Ту, Р. Гонсалес. Принципи розпізнавання образів, М: "Мир", 1978. - 411 с

10. Никифоров А. П. "Диспетчер смарт-грід в кожному пристрої споживача. Технічні і економічні завдання." / А. П. Никифоров // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: № 12 (200); .- -2012 С. 236-240.

11. Никифоров А. П. "Аналіз і синтез пристроїв захисту на основі побудови ієрархічної лінії" від простого до скоєного "структурно-лінгвістичним методом." / А. П. Никифоров // Наукові праці Кременчуцького національного технічного університету, випуск 9 (158). - Донецьк, 2009.- с.169-174.

Размещено на Allbest.ru

...